Una dintre cele mai caracteristice ale membranelor este diversitatea lor extremă și eterogenitate. Acestea sunt cauzate de neuniformitate din compoziție ca și (diferite proteine, lipide și carbohidrați), precum și metode de interacțiune între membrane diferite una de alta și cu componentele citoplasmei. Componentele cu membrana sunt extrem de asimetrice. Membrana de proteine sunt în mod clar domeniile extra- și intracelulare distinse. Multe componente ale membranei sunt într-o stare de mișcare continuă. O caracteristică a acestor structuri este că ele sunt formate în mare măsură de auto-asamblare și între membrana componentelor practic nici legături covalente. Același lucru este valabil și pentru pompa de ioni. Toate acestea sunt proiectate pe același principiu și constă din două părți dependente funcțional (Fig. 1).
Fig. Pompă de ion 1. Schema
Functional, membrana este locul de acumulare a energiei chimice, cum ar fi compuși de bogate (fosfat esteri ai bazelor azotate ciclice - adenina și guanina, metaboliți, metabolismul carbohidraților și coenzima A). Acesta funcționează pe principiul unui condensator, separarea atomilor și moleculelor (ioni) încărcate. Permeabilitatea membranei și polaritatea depinde de gradientul electrochimic, adică de la concentrațiile de ioni de pe ambele părți ale membranei, membrana și gradientul, adică de la diferența de potențial electric în interiorul și în exteriorul membranei.
Membranele biologice cele mai importante sunt considerate plasma si membrane nucleare. În primul rând - bariera înconjurătoare și mărginește citoplasma celulară. Acesta conține componente specializate pentru menținerea contactelor și a interacțiunilor celulă-celulă, transferul de molecule mici și mari din celulă și în interiorul acestuia. Membrana plasmatică constă din domenii specializate (apical și bazolateral) și poate cuprinde o structură specializată (desmozomilor și microvililor).
Membranele nucleare interioare și exterioare sunt diferite. Morfologic cel mai caracteristic dintre ele poroobraznye structură în care ambele membrane apar fuzionate. Se crede că porii permit complexele ARNm-proteină pentru a trece din nucleu în citoplasmă, și complexele de reglementare se deplaseze în direcția opusă.
Membrana nucleară este derivată din reticulului endoplasmatic (ER). Este un complex tsisternoobraznyh rețea sau tubulare structuri, care constituie o parte substanțială a volumului interior al celulei animal. ER sintetizat diverse proteine secretate de și incluse în descrierea membranei citoplasmatice sau lizozomi. Cu ER adesea asociat ribozomi. și în acest caz este în conformitate cu aspectul său microscopic este numit ER dur. porțiuni Bezribosomnye (ER netede) sunt locul steroli biosinteză, aminele detoxifiere și desaturarea acizilor grași (FA). Toate aceste procese acționează în mod concertat cu sistemul de transfer de electroni care implică citocrom b5 și P450. Aceste citocromilor contin hem, care este coordonat pentru a schimba cu ușurință valența ionului Fe2 + -Fe4 +. care asigură transferul de electroni. Rețineți că Fe2 + are o rază de 82 pm, Fe3 + '67 pm, un Fe4 + mai mică de 60 pm. Aparent, raza de ioni a unei schimbări în procesele de oxidare-reducere este conversia conformațională adecvată a moleculelor hem pentru a permite transferul de oxigen atomic într-o formă reactivă.
Corpul uman conține, în medie, aproximativ 70% din apa sarata. O proprietate caracteristică a celulelor vii este de a menține distribuția inegală a materiei între ea și mediul înconjurător. Tabel. 1 prezintă distribuția ionilor anorganici majore în mediu și în celulele sanguine.
Printre lipidelor membranare sunt cei mai importanți reprezentanți ai trei clase: fosfogliceride (50-90%), sfingolipide. colesterol (10%). Sphingolipids sunt prezentate în principal ceramide - fosfatidilcolina ( "lecitină") (40-60%), fosfatidiletanolamină ( „kefalip„) (20-30%), br (5-10%), sfingomielina (5-20%) și glicosfingolipide ca cerebrozide și gangliozide (Fig. 2).
Fig. 2. Componentele lipidelor membranare
Catenele acil gras fosfogliceride determină proprietățile unui bistrat-proteină de lipide, în funcție de numărul de legături duble și o lungime a lanțului. Implicat în formarea de legături duble de atomi de carbon nu se pot roti unul față de altul și, prin urmare, are o poziție fixă. Această caracteristică conduce la prezența în coturile de hidrocarburi cu lanț, care, la rândul său previne dens de ambalare a lipidelor „cozi“. Lungimea lanțului afectează, de asemenea, viscozitatea și fluiditatea membranei, deoarece lanțurile scurte sunt ambalate într-o structură mai puțin rigidă.
Sfingolipide. în special sub formă de sfingomielina. Ele sunt o componentă foarte importantă a membranei fibrelor nervoase, care își îndeplinesc funcțiile de protecție și izolare. Colesterolul are o funcție dublă. Pe de o parte este implementată rest hidrofob (structură inelară închisă) între lanțurile de acil nesaturate ale altor lipide. Aceasta conduce la o slăbire a ambalajului acestor lanțuri, adică, pentru a scădea vâscozitatea interiorul bistratului. Pe de altă parte, gruparea hidroxil a steroidului este situată mai aproape de capetele hidrofile ale altor lipide „cimentare“ a membranei hidrofile. Ca urmare, membrana devine mai puțin permeabil pentru molecule mici.
Glycosphingolipids cuprind un rest de zahăr atașat la gruparea hidroxil a atomilor de carbon sfingozinici extreme. În cazul în care un rest de zahăr (de obicei, galactoza Gal uneori glucoza Glu.) - l cerebrosidele. Ele se gasesc in membranele celulelor sistemului nervos central și sunt implicate în izolație neuronale. În cazul în care mai multe resturi de zahăr - o gangliozidă. Polizaharidice gangliozide „cap“ depãºeascã suprafata celulelor, servind ca receptori pentru o varietate de molecule. De asemenea, ele sunt factori determinanți specifici ai interacțiunii intercelular, care influențează creșterea și diferențierea tisulare-ințele. Exemple de gangliozide deosebit de carbohidrați în moleculă pot servi diferite bine cunoscute antigenele de grup sanguin A, B și 0. schimbul Încălcarea acestor lipide duce la o boala autosomal recesiv - gangliosidosis.
Deoarece membrana plasmatică este actualizată în mod constant, celula are capacitatea de a descompune glicolipide complexe. In unele boli, enzimele care descompun glicolipide, sau lipsă, sau defect. Ca rezultat, glicolipide se acumuleaza in celule, ceea ce duce la moartea ei. Aceste boli - mucopolizaharidoze - sindromul Gunter, Hurler, Sanfilippo (tipurile A-D).
Aproximativ jumatate din proteinele de greutate constituie biomembranelor. Ele sunt scufundate în lipide și se disting transmembranar ( „integrat“) și proteine periferice. Permeatul de la mai întâi prin bistrat aproape perpendicular, iar acestea din urmă sunt conectate cu suprafața membranei interacțiunilor vag în principal ionice. De la proteine periferice sunt cel mai bine cunoscute spectrina pe suprafața interioară a celulei și fibronectinei - pe exterior. Aceste proteine sunt strâns asociate cu integral prin intermediul interacțiunilor proteină-proteină. Proteinele membranare integrate diferă în numărul de intersecție (mono - și politopnye), precum și relațiile cu lipidele și carbohidrații. Cele mai multe dintre ele sunt receptori, sau activatori de transmitere a semnalului în interiorul celulei. Proteinele de membrană sunt capabile să se deplaseze în planul membranei, în funcție de gradul de asociere cu proteine ale citoscheletului, dintre care multe se pot deplasa la distanțe considerabile. Această proprietate se datorează unui număr de funcții celulare: receptori de grupare, fagocitoza.
Multe lipide și proteine de pe suprafața membranei exterioare conțin lanțuri oligozaharidice, adică ele sunt glicolipide și glicoproteine. Ele sunt implicate în formarea contactelor celulă-celulă. Reziduuri glucidici formează antigene de suprafață specifice. care sunt strict controlate de gene ale complexului major de histocompatibilitate, și grupe sanguine. antigenele de suprafață ale fiecărui organism specific, oferind celule individualitate genetică.
O caracteristică importantă a membranei celulare (plasma, nucleare, organite, ER, etc.) Este o diferite componente compoziția chimică. Acest lucru se aplică și proteinele și lipide și glucide și complexele acestora. Acolo organitelor (mitocondrii) cu ADN-ul propriu, care asigură sinteza componentelor specifice ale membranei. Acest fenomen explică diferențele în permeabilitatea membranei pentru diferite substanțe și rolurile lor funcționale diferite în metabolismul celular. Pentru a construi structura sănătoasă normală a oricărei celule are nevoie de dreptul set de componente specifice membranei.
boli cunoscute cauzate de încălcarea formării ca o celulă întreagă, de exemplu, celule sanguine roșii și organitele unice, cum ar fi peroxizomi. Ei descompun lanț lung (n> 20) LCD pentru a forma acetil-CoA și H2 O2. în timp ce ATP nu este sintetizat. În aceste organite folosit o cantitate semnificativa de oxigen, acestea sunt bogate în oxidaza și catalaza. Atunci când un lanț lung LCD defect peroxizomilor nu sunt distruse, care se manifestă sub forma sindromului Zellweger.
Cel mai adesea substanțe celulare necesare (aminoacizi, zaharuri, lipide, ioni metalici, etc.) pentru extragerea energiei și a materialului conținut în mediul este mai mică decât celula în sine. De aceea, celulele s-au specializat sisteme de transport pentru astfel de substanțe către interior împotriva gradientului lor de concentrare prin mecanisme active de transport, și anume consumul de energie. Pompe Acest ion.
bioneorganika Medical. GK oaie